宋峰淤SONGFeng曰邢雷于XINGLei(淤沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司,沈阳110043;于中国人民解放军驻沈阳黎明航空发动机公司军事代表室,沈阳110043)(淤ShenyangLimingAero-Engine(Group)CorporationLtd.,Shenyang110043,China;于MilitaryRepresentativeOffice,SLEMC,PLA,Shenyang110043,China)
Abstract:Themostcommonproblemofnozzlesealingplatesofajetengineinoverhaulisbendingdeformation,whichneedstoberepairedbyheattreatmentmethodwhilebendingoutofacceptability.Generally,itisnecessarytodisassemblethenozzlesealingplatecomponentstosinglepieceofparts,beforeanisothermaladjustmentmethodcanbedonetorelievebendingdeformation.Inthispaper,animprovedprocesshasbeenstudiedwhichthedisassemblyworkcanbeavoided.TheresearchisbasedonatypicalnozzlesealingplatecomponentmadeofK24,ofwhichstructureandmaterialareintroducedatfirst,followedbyafeasibilityanalysis,andfinallythemethodwasvalidatedbyexperiments.关键词院密封片;校型;组件状态Keywords:nozzlesealingplate;isothermaladjustment;component中图分类号院V235.11文献标识码院A文章编号院1006-4311(2014)15-0075-02
表1零件材料及热处理制度序号K24合金是一种新型的铸造镍基高温合金,应用于新一代燃气涡轮喷气发动机喷管等重要的热端部件。在燃气涡轮喷气系列发动机大修工作中,收扩喷管上的密封片要求底板的不平面度不大于6mm,超过时进行稳定热处理校正,按照工艺要求需要将密封片上的限动器支架分下,进行密封片底板的单个零件状态下稳定热处理。由于在燃气涡轮喷气系列发动机大修工作中,密封片分解到底板状态后稳定热处理工作对铆钉的需求数量多,分解、铆接工作强度大,对再次铆接后组件技术状态保证性低。通过实施技术研究,改进原修理工艺方法,制定组件状态的修理工艺,实现节约铆钉,提高组件的修理的技术状态稳定性,保证零件的修理质量是一项收益极大的项目。实现组件状态的稳定热处理关键是热处理参数对限动器、铆钉的影响;热处理后,各零件的缺陷检测技术。针对实现密封片组件状态稳定热处理的益处和需求,通过分析论证以及试验研究密封片组件状态的稳定热处理校型工艺技术。
1K24密封片零件结构以及修理技术要求1.1K24密封片零件结构密封片装配组件由底板1件,限动器支柱3件,用铆钉12件铆接组合。其结构见图1。
1.2K24密封片修理技术要求密封片是燃气涡轮喷气发动机中的热端部件,在实际服役条件下,由于长期承受高温及复杂交变载荷的作用,经常底板变形的现象,因此在修理时对密封片“丐”底面不平面度(图1)修理要求:允许不平面度达到6mm,如果不平面度在6耀10mm,则进行稳定热处理,稳定热处理后剩余翘曲度可为3mm。如果翘曲大于10.5mm,则需要更换密封片。
2装配组件校型可行性论证分析2.1理论分析密封片为K24合金真空熔模铸造类铸件,因底板(不平面度大于6mm)变形需要装在专用夹具中进行矫正,在氩气或真空炉中按下述规定规范进行稳定热处理:1160依10益,保温2耀4h,随炉冷却至760益,然后通氩气以空冷的速度进行冷却。实现装配组件状态的稳定热处理校型需要分析对各装配零件的材料性能影响,根据密封片组成零件的材料以及热处理制度进行分析。各零件材料及热处理制度见表1。
GH3044合金为固溶强化镍基抗氧化合金,在900益以下具有较高的塑性和中等的热强性,并具有优良的抗氧化性能,适宜制造900益以下长期工作的航空发动机主燃烧室和加力燃烧室零部件。主要成分的质量分数如表2所示。
K24合金为铸造镍基高温合金,具有非常优异的高温由以上分析可以得出结论:密封片材料为K24,限位器材料为K24,铆接限位器的铆钉材料为GH3044,两种材料的稳定热处理温度要求一致,能够进行组件状态的稳定热处理。
2.2稳定热理校型用夹具设计依据零件的图纸尺寸以及组件状态的稳定热处理要求设计夹具的校型模板见图2,零件材料为GH30。为便于校型夹具在工作中的装配和拆卸,设计的校型模板共有3件组成。经过对夹具的试验验证,新设计的校型模板能够保证密封片组件状态的装配和校型要求。
3零件稳定热处理试验验证3.1制定密封片修理工艺路线故障检查寅荧光检查寅清洗寅稳定热处理寅中间检验寅稳定热处理寅荧光检查寅最终检验。
3.2试验件选取及试验结果选取8件底面不平面度大于6mm的密封片在组件状态下分6个批次进行稳定热处理试验,稳定热处理的技术参数按照密封片底板单件状态的参数:1160依10益,保温2耀4h,随炉冷却至760益,然后通氩气以空冷的速度进行冷却。密封片试验前、后的零件状态以及检测数据,如表4。
密封片稳定热处理试验前、后荧光检查缺陷情况见表5。
密封片稳定热处理试验前、后目视外观检查缺陷情况见表6。
3.3校型后零件可靠性验证为确保密封片进行组件状态稳定热处理后的可靠性,选取校型合格的4件装配到发动机上参加发动机试车考核,进行质量可靠性验证,经过试车后密封片组件按照发动机大修的修理标准进行检查,检查结果见表7。
零件参加发动机试车考核合格后可知,经过稳定热处理的密封片底板不平面度的校型能够满足技术参数要求(底面不平面度,允许不平面度达到6mm,如果不平面度在6耀10mm,则进行稳定热处理,稳定热处理后剩余翘曲度可为3mm),校正后的零件没有裂纹、变形、氧化、腐蚀、白点等缺陷,试验证明组件状态下进行稳定热处理的工艺方法是可行的。
4结论通过可行性理论分析和试验验证研究出的密封片组件状态稳定热处理校型方法可以应用,确定的稳定热处理校型参数完全满足修理技术要求,校型处理后的零件经过发动机试车验证证明校型质量能够得到可靠保证。
参考文献院[1《]透平机械现代制造技术丛书》编委会援装配试车技术[M].北京:科学出版社,2002.[2]中国航空材料手册编辑委员会援中国航空材料手册第2卷[M].北京:中国标准出版社,2002.[3]徐灏主编援机械设计手册[M].北京:机械工业出版社,2008